physics_2_dinamika
.pdf6 Является ли первый закон Ньютона следствием второго закона? Почему?
7 В чём заключается принцип независимости действия сил и принцип суперпо-
зиции для силы?
8 Запишите уравнение динамики вращательного движения. Что понимают под центростремительной силой?
9 Сформулировав три закона Ньютона, покажите, какова взаимосвязь между этими законами.
10 Что называется механической системой? Какие системы являются замкну-
тыми?
11Сформулируйте закон всемирного тяготения.
12Что понимают под силой тяжести; весом тела? Когда можно наблюдать со-
стояние невесомости?
13 Каков характер движения тела при сообщении ему первой (второй) косми-
ческой скорости?
14 Какую деформацию называют упругой (пластической)? Изобразите диа-
грамму растяжения вязких материалов и проанализируйте ее.
15 Какова физическая сущность трения? В чем отличие сухого трения от жид-
кого трения? Какие виды внешнего (сухого) трения Вы знаете? Запишите выражение для максимальной силы трения покоя (закон Амонтона-Кулона).
16 Как можно найти коэффициент трения скольжения?
11 Тесты для самоконтроля усвоения материала учащимися
1. Математическому маятнику массой m сообщили такой минимальный толчок,
чтобы он совершил полный оборот в вертикальной плоскости. Какова будет сила натяжения нити маятника при прохождении положения равновесия? Трением пре-
небрегайте. Ускорение силы тяжести равно g.
А) 3 mg |
В) 2 mg С) 6 mg |
Д) 5 mg |
Е) 8 mg |
61
2. Представьте себе шахту, прорытую вертикально до центра Земли, где на рас-
стоянии 100 км от него на тело действует сила гравитационного притяжения 9 Н,
направленная к центру Земли. Какая сила будет действовать на это тело в шахте на расстоянии 300 км от Земли? Землю принимать за однородный шар с неизменной плотностью по всему объему.
А) 1 Н В) 3 Н С) 9 Н Д) 27 Н Е) 81 Н
3. Парашютист спускается вертикально с постоянной скоростью 2 м/с. Систему отсчета, связанную с Землей, считать инерциальной. В этом случае
А) вес парашютиста равен нулю В) сила тяжести, действующая на парашютиста, равна нулю
С) сумма всех сил, приложенных к парашютисту, равна нулю Д) сумма всех сил, действующих на парашютиста, постоянна и не равна нулю
4. Скорость лыжника при равноускоренном спуске с горы за 4 с увеличилась на 6 м/с. Масса лыжника 60 кг. Равнодействующая всех сил, действующих на лыж-
ника, равна
А) 20 Н |
В) 30 Н |
С) 60 Н |
Д) 90 Н |
Е) 180 Н |
5.Молекула массой 5 10-26 кг, летящая со скоростью 500 м/с, упруго ударяется
остенку под углом 600 к ее поверхности. Найдите импульс силы, полученный стен-
кой при ударе. |
|
|
|
А) 2,50 10-23 Н с |
В) 4,33 10-23 Н с |
С) 1,25 10-23 Н с |
|
Д) 2,165 10-23 Н с |
Е) 4,50 10-23 Н с |
||
62
6. Вычислите модуль упругости для железа, если известно, что железная прово-
лока длиной 1,5 м и сечением 1 мм2 под действием силы в 200 Н удлинилась на
1,5 мм.
А) 2 108 Па В) 2 109 Па |
С) 2 1010 Па Д) 2 1011 Па |
Е) 2 1012 Па |
7. Через неподвижный блок перекинута нить, к концам которой подвешены грузы массой по 240 г каждый. На один из грузов положили гирьку 10 г. На каком расстоянии друг от друга окажутся грузы через 2 с, если в начале движения они на-
ходились на одной высоте?
А) 0,8 м |
В) 0,4 м |
С) 1,0 м Д) 0,6 м |
Е) 1,2 м |
8. С каким ускорением стартует ракета массой m, если скорость истечения га-
зов относительно ракеты U, а секундный расход топлива ? Ускорение свободного падения g.
А) |
μU |
В) |
μU mg |
С) |
μU mg |
Д) g |
Е) 0 |
|
m |
m |
m |
||||||
|
|
|
|
|
9. Карусель радиуса 5 м имеет период вращения 10 с. Если расположить отвес у края карусели, какой угол он составит с вертикалью? Ускорение свободного падения g = 10 м/с2.
А) 80 В) 90 С) 100 Д) 110 Е) 120
10. Два шара с одинаковыми массами испытывают упругое столкновение в сис-
теме отсчета, в которой один из них до столкновения находился в покое. После столкновения скорости обоих шаров отличны от нуля. В каких пределах могут на-
ходиться значения угла между векторами скорости тел после столкновения?
А) только 00 В) только 900 С) только 1800 Д) от 00 до 900 Е) от 00 до 1800
63
11. Космонавт массой М = 80 кг находится на поверхности астероида, имеюще-
го форму шара радиуса R = 1 км, и держит в руках камень массой m = 4 кг. С какой максимальной горизонтальной скоростью v0 относительно астероида космонавт мо-
жет бросить камень, не рискуя, что сам станет спутником астероида? Плотность ас-
тероида = 5 г/см3. Гравитационная постоянная G = 6,67 10-11 Н м2/кг2.
А) 11,6 м/с |
В) 14,6 м/с С) 17,6 м/с Д) 20,6 м/с |
Е) 23,6 м/с |
12. Предлагается два объяснения того экспериментального факта, что ускоре-
ние свободного падения не зависит от массы тел.
1.В соответствии с третьим законом Ньютона два тела притягиваются друг к дру-
гу с одинаковой силой, поэтому они и падают на Землю с одинаковым ускоре-
нием.
2.В соответствии с законом всемирного тяготения сила тяжести пропорциональна массе, а в соответствии со вторым законом Ньютона ускорение обратно про-
порционально массе. Поэтому любые тела при свободном падении движутся с
одинаковым ускорением.
Какое из них является верным?
А) только 1 В) только 2 |
С) и 1, и 2 |
Д) ни 1, ни 2 |
13. Определите период вращения искусственного спутника вблизи поверхности планеты, которую можно принять за однородный шар плотностью . Гравитацион-
ная постоянная равна G.
А) |
3 |
В) |
3 |
С) |
4 |
Д) |
2 |
Е) |
2 |
|
4 G |
G |
3 G |
3 G |
G |
||||||
|
|
|
|
|
14. Две гири неравной массы висят на концах нити, перекинутой через невесо-
мый блок, причем легкая гиря расположена на h = 2 м ниже тяжелой. Если дать им
64
возможность двигаться, то через t = 2 с они окажутся на одной высоте. Определите отношение масс гирь. Ускорение силы тяжести g = 10 м/с2.
А) 1,5 |
В) 1,2 |
С) 1,4 |
Д) 1,1 |
Е) 1,3 |
15. Стальной клин (колун, топор), применяемый при колке дров, действует на древесину с силами перпендикулярными к его граням (щекам). Угол между щеками равен 12 . Какая сила действует со стороны каждой щеки, если при забивании колу-
на на его тупой конец действует сила 1 000 Н?
А) 4,78 кН |
В) 5,12 кН С) 5,47 кН |
Д) 5,83 кН Е) 6,38 кН |
16. Средняя плотность планеты Плюк равна средней плотности Земли, а ради-
ус Плюка в 2 раза больше радиуса Земли. Во сколько раз первая космическая ско-
рость для Плюка больше, чем для Земли
А) 1 |
В) 2 |
С) 1,41 |
Д) 4 |
Е) 8 |
17. Если на тело массой 1 кг, лежащее на горизонтальной плоскости, подейст-
вовать горизонтальной силой 1 Н, то сила трения между телом и плоскостью будет равна (коэффициент трения между телом и плоскостью 0,2 и ускорение силы тяжести 10 м/с2)
А) 0,1 Н В) 1 Н С) 2 Н Д) 0,2 Н |
Е) 10 Н |
18. Тело массой 200 кг равномерно поднимается по наклонной плоскости, обра-
зующей угол 300 с горизонтом, под действием силы 1 500 Н, приложенной вдоль ли-
нии движения. С каким ускорением тело будет соскальзывать вдоль наклонной плоскости, если его отпустить? Ускорение силы тяжести 10 м/с2.
А) 4,5 м/с2 В) 2,5 м/с2 С) 3 м/с2 Д) 2 м/с2 Е) 3,5 м/с2
65
19. На какой стадии полета в космическом корабле, который становится на ор-
бите спутником Земли, будет наблюдаться невесомость?
А) на стартовой позиции с включенным двигателем В) при выходе на орбиту с включенным двигателем С) при орбитальном полете с выключенным двигателем
Д) при посадке с парашютом с выключенным двигателем
20. Пружину длиной ℓ и жесткостью k разрезали на две равные части. Опреде-
лите жесткость каждой новой пружины.
А) k |
В) |
k |
С) 2 k |
Д) 4 k |
Е) 12 k |
|
|||||
|
2 |
|
|
|
|
21. Один шар налетает на другой, большей массы, первоначально покоившийся.
После центрального упругого шара разлетаются так, что величина скорости мень-
шего шара в 2,5 раза больше величины скорости большого шара. Найти отношение массы большего шара к массе меньшего шара.
А) 4 |
В) 5 |
С) 6 |
Д) 6,25 |
Е) 8 |
22. В инерциальной системе отсчета движутся два тела. Первому телу мас-
сой m сила F сообщает ускорение a. Чему равна масса второго тела, если вдвое меньшая сила сообщила ему в 4 раза большее ускорение?
А) 2 m |
В) |
m |
С) |
m |
Д) m |
Е) 8 m |
|
|
82
23.Майский жук массой m летит прямолинейно и равномерно со скоростью ,
направленной горизонтально. Сила сопротивления воздуха, действующая на жука
66
F = -k , где k = const – известная величина. Под каким углом к скорости жука на-
правлена развиваемая им сила тяги? Ускорение силы тяжести g.
А) tg = |
k |
В) tg = |
kv |
С) tg = |
mg |
Д) = |
|
Е) =0 |
|
m |
|
mg |
|
kv |
2 |
|
|
24. Какова средняя сила давления F на плечо при стрельбе из автомата, если масса пули m = 10 г, а скорость пули при вылете из ствола v = 300 м/с? Число вы-
стрелов из автомата в единицу времени n = 300 мин-1.
А) 12 Н |
В) 15 Н |
С) 18 Н |
Д) 24 Н |
Е) 9 Н |
25. Парашют сконструирован таким образом, чтобы скорость приземления женщины массы 50 кг составляла 6,5 м/с. С какой скоростью приземлится мужчина массы 70 кг, если воспользуется этим парашютом по ошибке?
А) 6,5 м/с |
В) 7,8 м/с |
С) 8,7 м/с |
Д) 9,1 м/с |
Е) 10,3 м/с |
26. Автодрезина ведет равноускоренно две платформы. Сила тяги F = 1,8 кН.
Масса первой платформы m1 = 10 т, второй m2 = 5 т. С какой силой натянуто сцепле-
ние между платформами?
А) 1 500 Н В) 1 200 Н С) 900 Н Д) 600 Н Е) 300 Н
27. Груз массой m лежит на полу кабины лифта, опускающегося равнозамед-
ленно с ускорением а. Чему равен вес тела?
А) mg - ma |
B) mg + ma |
C) mg |
Д) ma - mg Е) ma |
67
28. Какую силу тяги должен развивать двигатель на спутнике Земли массой m
для того, чтобы он двигался по орбите радиусом R со скоростью, превышающей в 2
раза скорость свободного движения по этой орбите? Масса Земли М. Гравитацион-
ная постоянная G.
А) 7G |
mM |
В) 2G |
mM |
С) G |
mM |
Д) 5G |
mM |
Е) 3G |
mM |
|
R2 |
R2 |
R2 |
R2 |
R2 |
||||||
|
|
|
|
|
29. Тело массой 2 кг движется вдоль оси 0х. Его координата меняется в соот-
ветствии с уравнением х = А + Bt + Ct2, где А = 2 м, В = 3 м/с, С = 5 м/с2. Чему равен импульс тела в момент времени t = 2 с?
А) 86 кг м/с |
В) 48 кг м/с |
С) 46 кг м/с |
Д) 26 кг м/с |
Е) 16 кг м/с |
30. Человек массой 70 кг поднимается в лифте, движущемся равнозамедленно вертикально вверх с ускорением 1 м/с2. Определите силу давления человека на пол-
кабины лифта. Ускорение свободного падения равно 9,8 м/с2.
А) 546 Н |
В) 616 Н |
С) 686 Н |
Д) 756 Н Е) 826 Н |
31. Жесткость одной пружины 20 Н/м, другой – 30 Н/м. Пружины соединили последовательно. Найдите жесткость этого соединения.
А) 25 Н/м В) 18 Н/м С) 16 Н/м Д) 12 Н/м Е) 50 Н/м
32. Представим себе, что закон всемирного тяготения имеет вид F = Gm2M2 , а r2
основной закон динамики имеет вид a = F/m2. В таком фантастическом мире ускоре-
ние свободного падения
68
А) не зависит от массы тел В) пропорционально массе тела
С) обратно пропорционально массе тела Д) обратно пропорционально квадрату массы тела
33. Спутник запускается на круговую околоземную орбиту на высоту h над по-
верхностью Земли радиусом R (h << R). Массу спутника увеличили вдвое. Как из-
менилась его первая космическая скорость?
А) увеличилась в 2 раза В) не изменилась С) уменьшилась в 2 раза
Д) уменьшилась в 4 раза Е) увеличилась в 4 раза
34. Какую массу балласта m надо сбросить с равномерно опускающегося аэро-
стата, чтобы он начал равномерно подниматься с той же скоростью? Суммарная масса аэростата с балластом М = 1 200 кг, подъемная сила аэростата постоянна и равна F = 8 000 Н. Силу сопротивления воздуха считайте одинаковой при подъеме и при спуске. Ускорение свободного падения g = 10 м/с2.
А) 200 кг |
В) 400 кг |
С) 600 кг |
Д) 800 кг |
Е) 1 000 кг |
35. Оцените среднюю силу натяжения ремней безопасности, удерживающих человека в автомобиле, движущемся со скоростью 36 км/ч и столкнувшегося со столбом. При этом у машины появилась вмятина глубиной 35 см. Масса человека
70 кг.
А) 35 кН В) 40 кН С) 5 кН Д) 20 кН Е) 10 кН
36. Человек сидит на краю круглой горизонтальной платформы радиусом R = 4 м. При какой минимальной частоте n вращения платформы вокруг вертикальной оси человек не сможет удержаться на ней при коэффициенте трения = 0,27? Уско-
рение силы тяжести g = 9,8 м/с2.
69
А) 7,77 мин-1 В) 8,12 мин-1 С) 8,35 мин-1 Д) 8,63 мин-1 Е) 9,02 мин-1
37. Определите плотность вещества планеты, сутки на которой равны 24 ч, если на ее экваторе тела невесомы. Гравитационная постоянная равна 6,67 10-11 Н м2/кг2.
А) 35 кг/м3 В) 31 кг/м3 С) 27 кг/м3 Д) 23 кг/м3 |
Е) 19 кг/м3 |
38. Шарик массы m, подвешенный на нити, качается в вертикальной плоскости так, что его ускорения в момент прохождения положения равновесия и при макси-
мальном отклонении из положения равновесия равны друг другу. Чему равна сила натяжения нити в нижнем положении, если угол отклонения нити в крайнем поло-
жении равен ? Ускорение свободного падения g.
А) mg 1 cosα |
В) mg 1 sinα |
С) mg 1 sinα |
Д) 3mg Е) mg 1 cosα |
39. Определите массу груза, который нужно сбросить с аэростата массой
1 100 кг, движущегося равномерно вниз, чтобы аэростат стал двигаться с такой же по модулю скоростью вверх. Архимедова сила, действующая на аэростат, равна
104 Н. Сила сопротивления воздуха при движении аэростата пропорциональна ско-
рости. Ускорение свободного падения 10 м/с2.
А) 400 кг В) 300 кг С) 250 кг Д) 200 кг Е) 150 кг
40.Утверждение, что материальная точка покоится или движется равномерно
ипрямолинейно, если на нее не действуют другие тела или воздействие на него дру-
гих тел взаимно уравновешено,
А) верно при любых условиях В) верно для инерциальных систем отсчёта
С) верно для неинерциальных систем отсчёта
70